Sava lalana

Ny hazavana dia manana anjara toerana lehibe amin'ny dingan'ny fitomboan'ny zavamaniry.Izy io no zezika tsara indrindra hampiroboroboana ny fidiran'ny chlorophyll amin'ny zava-maniry sy ny fihanaky ny toetran'ny fitomboan'ny zavamaniry isan-karazany toy ny carotene.Na izany aza, ny anton-javatra manapa-kevitra izay mamaritra ny fitomboan'ny zavamaniry dia lafin-javatra feno, tsy mifandray amin'ny hazavana ihany, fa tsy azo sarahina amin'ny fanamafisana ny rano, ny tany sy ny zezika, ny toetry ny tontolo iainana ary ny fanaraha-maso ara-teknika feno.

Tao anatin'ny roa na telo taona lasa izay, nisy tatitra tsy misy farany momba ny fampiharana ny teknolojian'ny jiro semiconductor momba ny orinasa mpamokatra zavamaniry telo dimanjato na ny fitomboan'ny zavamaniry.Saingy rehefa avy namaky azy io tamim-pitandremana izy, dia misy foana ny fahatsapana tsy milamina.Amin'ny ankapobeny, tsy misy ny tena fahatakarana ny anjara asan'ny hazavana amin'ny fitomboan'ny zavamaniry.

Andeha hojerentsika aloha ny taratry ny masoandro, araka ny asehon'ny sary 1. Hita fa ny tara-masoandro dia spektrika mitohy, izay ny loko manga sy maitso dia matanjaka kokoa noho ny mena, ary ny tara-pahazavana hita maso dia manomboka amin'ny 380 hatramin'ny 780 nm.Ny fitomboan'ny zavamananaina eo amin'ny natiora dia mifandray amin'ny hamafin'ny spectrum.Ohatra, ny ankamaroan'ny zavamaniry ao amin'ny faritra akaikin'ny ekoatera dia mitombo haingana dia haingana, ary miaraka amin'izay koa, ny haben'ny fitomboany dia somary lehibe.Saingy tsy tsara foana ny hamafin'ny taratra masoandro, ary misy ambaratongam-fantenana manokana amin'ny fitomboan'ny biby sy ny zavamaniry.

Sary 1, Ny toetran'ny tara-masoandro sy ny tara-pahazavana hita maso

Faharoa, aseho amin'ny sary 2 ny kisary spektrum faharoa misy singa lehibe misoroka amin'ny fitomboan'ny zavamaniry.

Figure 2, Spectra absorption ny auxine maromaro amin'ny fitomboan'ny zavamaniry

Hita avy amin'ny sary 2 fa tena samy hafa ny spétra absorption hazavan'ireo auxine fototra maromaro izay misy fiantraikany amin'ny fitomboan'ny zavamaniry.Noho izany, ny fampiharana ny jiro fitomboan'ny zavamaniry LED dia tsy raharaha tsotra, fa tena lasibatra.Eto dia ilaina ny mampiditra ny foto-kevitra momba ireo singa roa lehibe indrindra amin'ny fitomboan'ny zavamaniry photosynthetic.

• Klorofil

Ny chlorophyll dia iray amin'ireo pigment manan-danja indrindra mifandraika amin'ny photosynthesis.Izy io dia misy amin'ny zavamananaina rehetra afaka mamorona photosynthesis, anisan'izany ny zavamaniry maitso, alga manga-maitso prokaryotic (cyanobacteria) ary algôma eukaryotic.Ny chlorophyll dia misintona angovo avy amin'ny hazavana, izay ampiasaina hanovana ny gazy karbonika ho gliosida.

Ny chlorophyll a dia mitroka hazavana mena indrindra ary ny chlorophyll b dia mitroka hazavana manga-violet indrindra indrindra mba hanavahana ny zavamaniry alokaloka amin'ny zavamaniry masoandro.Kely ny tahan'ny chlorophyll b amin'ny chlorophyll a amin'ny zavamaniry alokaloka, noho izany dia afaka mampiasa hazavana manga mafy ny zavamaniry alokaloka ary mampifanaraka ny fitomboan'ny alokaloka.Manga maitso ny klorofila a, ary maitso mavo ny klorofil b.Misy roa mitroka mafy ny chlorophyll a sy ny chlorophyll b, ny iray ao amin'ny faritra mena amin'ny halavan'ny onjam-peo 630-680 nm, ary ny iray kosa ao amin'ny faritra manga-violet miaraka amin'ny halavan'ny onjam-peo 400-460 nm.

• Karotenoida

Ny karotenoida dia teny ankapobe ho an'ny kilasy misy loko voajanahary manan-danja, izay hita matetika amin'ny loko mavo, volomboasary-mena na mena amin'ny biby, zavamaniry ambony, holatra, ary algoma.Hatramin'izao dia mihoatra ny 600 ny karotenoida voajanahary hita.

Ny fisondrotry ny hazavana amin'ny karotenoida dia mandrakotra ny isan'ny OD303 ~ 505 nm, izay manome ny lokon'ny sakafo ary misy fiantraikany amin'ny fihinanana sakafo ny vatana.Ao amin'ny ahidrano, ny zavamaniry ary ny zavamiaina bitika dia rakotry ny chlorophyll ny lokony ary tsy afaka miseho.Ao amin'ny selan'ny zavamaniry, ny karotenoida vokarina dia tsy mitroka sy mamindra angovo fotsiny mba hanampiana ny photosynthesis, fa manana ny asany amin'ny fiarovana ny sela tsy ho simbain'ny molekiola oksizenina mifamatotra elektronika tokana.

Ny tsy fifankahazoan-kevitra sasany

Na inona na inona fiantraikany mitsitsy angovo, ny fifantenana ny hazavana sy ny fandrindrana ny hazavana, ny jiro semiconductor dia nampiseho tombony lehibe.Na izany aza, avy amin'ny fivoarana haingana tao anatin'ny roa taona lasa, dia nahita ihany koa ny tsy fifankahazoana be dia be amin'ny famolavolana sy ny fampiharana ny hazavana, izay hita taratra indrindra amin'ireto lafiny manaraka ireto.

① Raha mbola mitambatra amin'ny tahan'ny sasany ny poti-mena sy manga amin'ny halavan'ny onjam-peo iray, dia azo ampiasaina amin'ny fambolena zavamaniry izy ireo, ohatra, ny tahan'ny mena amin'ny manga dia 4: 1, 6: 1, 9: 1 sy ny sisa on.

②Raha mbola jiro fotsy izy io, dia afaka manolo ny hazavan'ny masoandro, toy ny fantsona fotsy telo voalohany ampiasaina betsaka any Japon, sns. Ny fampiasana ireo spektrum ireo dia misy fiantraikany amin'ny fitomboan'ny zavamaniry, fa ny vokany dia tsy tsara toy ny loharanon-jiro nataon'ny LED.

③Raha mbola mahatratra ny mari-pamantarana iray ny PPFD (mazava ho an'ny flux flux hazavana), mari-pamantarana manan-danja amin'ny fahazavana, ohatra, ny PPFD dia mihoatra ny 200 μmol·m-2·s-1.Na izany aza, amin'ny fampiasana an'io famantarana io dia tsy maintsy mandinika ianao na zavamaniry alokaloka na zavamaniry masoandro.Mila manontany na mitady ny teboka saturation fanonerana maivana amin'ireo zavamaniry ireo ianao, izay antsoina koa hoe teboka fanonerana hazavana.Amin'ny fampiharana tena izy, matetika no may na malazo ny zana-kazo.Noho izany, ny famolavolana an'io mari-pamantarana io dia tsy maintsy namboarina araka ny karazana zavamaniry, ny tontolo iainana ary ny toe-javatra.

Mikasika ny lafiny voalohany, araka ny nampidirina tao amin'ny teny fampidirana, ny spektrum ilaina amin'ny fitomboan'ny zavamaniry dia tokony ho spektrum mitohy miaraka amin'ny sakan'ny fizarana.Mazava ho azy fa tsy mety ny mampiasa loharanom-pahazavana vita amin'ny sombin-tsavony roa amin'ny halavan'ny onjam-peo mena sy manga miaraka amin'ny spectrum tena tery (araka ny aseho amin'ny sary 3(a)).Tamin'ny fanandramana dia hita fa ny zavamaniry dia mirona ho mavomavo, ny tahon'ny raviny dia maivana be, ary ny tahony dia manify.

Ho an'ny fantsona fluorescent misy loko telo voalohany fampiasa matetika tamin'ny taona teo aloha, na dia voarafitra aza ny fotsy, dia misaraka ny spectra mena, maitso ary manga (araka ny aseho amin'ny sary 3(b)), ary ny sakan'ny spektrum dia tena tery.Ny hamafin'ny spectral ny ampahany mitohy manaraka dia somary malemy, ary ny hery dia mbola somary lehibe raha oharina amin'ny LEDs, 1.5 ka hatramin'ny 3 heny ny fanjifàna angovo.Noho izany, ny vokatry ny fampiasana dia tsy tsara toy ny jiro LED.

Figure 3, jiro jiro LED mena sy manga sy jiro fluorescent loko telo voalohany

Ny PPFD dia ny hakitroky ny flux quantum maivana, izay manondro ny hakitroky ny hazavana taratra taratra mahomby amin'ny photosynthesis, izay maneho ny fitambaran'ny isan'ny trangan-javatra maivana amin'ny tahon'ny ravina amin'ny halavan'ny onjam-peo 400 ka hatramin'ny 700 nm isaky ny vanim-potoana sy ny faritra. .Ny singany dia μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1).Ny taratra photosynthetically active (PAR) dia manondro ny totalin'ny taratra masoandro miaraka amin'ny halavan'ny onjam eo amin'ny 400 hatramin'ny 700 nm.Azo aseho amin'ny alàlan'ny quanta maivana na amin'ny angovo radiant.

Taloha, ny hamafin'ny hazavana hita taratra amin'ny illuminometer dia ny famirapiratana, fa ny spektrum ny fitomboan'ny zavamaniry dia miova noho ny haavon'ny jiro avy amin'ny zavamaniry, ny fandrakofana hazavana ary raha afaka mandalo amin'ny ravina ny hazavana.Noho izany, tsy marina ny fampiasana par ho famantarana ny hamafin'ny hazavana amin'ny fandalinana ny photosynthesis.

Amin'ny ankapobeny, ny mekanika photosynthesis dia azo atomboka rehefa lehibe noho ny 50 μmol·m-2·s-1 ny PPFD an'ny zavamaniry tia masoandro, raha 20 μmol·m-2·s-1 fotsiny ny PPFD an'ny zavamaniry alokaloka. .Noho izany, rehefa mividy jiro LED mitombo ianao dia azonao atao ny misafidy ny isan'ny jiro LED mitombo mifototra amin'io sanda fanondroana io sy ny karazana zavamaniry ambolenao.Ohatra, raha 20 μmol·m-2·s-1 ny PPFD an'ny lght LED tokana, dia tambim-pambolena LED mihoatra ny 3 no takiana mba hambolena zavamaniry tia masoandro.

Vahaolana maromaro momba ny jiro semiconductor

Ny jiro semiconductor dia ampiasaina amin'ny fitomboan'ny zavamaniry na ny fambolena, ary misy fomba roa fototra.

• Amin'izao fotoana izao, ny modely fambolena anatiny dia mafana be any Shina.Ity modely ity dia manana toetra maromaro:

①Ny anjara asan'ny jiro LED dia ny manome ny spektrum feno amin'ny jiron'ny zavamaniry, ary ny rafitra jiro dia takiana mba hanomezana angovo jiro rehetra, ary ny vidin'ny famokarana dia somary avo;
②Ny famolavolana ny jiro LED mitombo dia mila mandinika ny fitohizan'ny sy ny fahamarinan'ny spectrum;
③Ilaina ny mifehy tsara ny fotoana jiro sy ny hamafin'ny jiro, toy ny famelana ny zavamaniry hijanona mandritra ny ora vitsivitsy, ny hamafin'ny taratra dia tsy ampy na mahery loatra, sns.;
④Ny dingana manontolo dia mila maka tahaka ny fepetra takian'ny tontolo iainana mitombo tsara indrindra amin'ny zavamaniry any ivelany, toy ny hamandoana, ny mari-pana ary ny fifantohana CO2.

• Fomba fambolena an-kalamanjana miaraka amin'ny fototra fambolen-kazo tsara any ivelany.Ny toetra mampiavaka an'ity modely ity dia:

①Ny anjara asan'ny jiro LED dia ny manampy hazavana.Ny iray dia ny hampitombo ny hamafin'ny hazavana ao amin'ny faritra manga sy mena eo ambanin'ny taratra tara-masoandro mandritra ny andro mba hampiroboroboana ny photosynthesis ny zavamaniry, ary ny iray dia ny fanonerana rehefa tsy misy tara-masoandro amin'ny alina mba hampiroboroboana ny fitomboan'ny zavamaniry.
②Ny hazavana fanampiny dia mila mandinika hoe aiza no misy ny fitomboan'ny zavamaniry, toy ny vanim-potoanan'ny zana-kazo na ny vanim-potoanan'ny voninkazo sy ny famoahan'ny zavamaniry.

Noho izany, ny fandrafetana ny jiron'ny zavamaniry LED dia tokony hanana fomba famolavolana fototra roa, dia ny jiro 24h (ao anatiny) sy ny jiro fanampin'ny zavamaniry (any ivelany).Ho an'ny fambolena zavamaniry anaty trano, ny famolavolana ny jiro LED mitombo dia mila mandinika lafin-javatra telo, araka ny aseho amin'ny sary 4. Tsy azo atao ny mametaka ireo puce misy loko telo voalohany amin'ny ampahany iray.

Figure 4, Ny hevitra momba ny famolavolana ny fampiasana jiro LED ao anaty trano ho an'ny jiro 24h

Ohatra, ho an'ny sehatra iray eo amin'ny sehatry ny akanin-jaza, amin'ny fiheverana fa mila manamafy orina ny fitomboan'ny faka sy ny taho, manamafy ny rantsan'ny ravina, ary ny loharanon-jiro dia ampiasaina ao an-trano, ny spectrum dia azo atao araka ny aseho amin'ny sary 5.

Figure 5, rafitra Spectral mety amin'ny vanim-potoana fitaizana an-trano LED

Ho an'ny famolavolana ny karazana faharoa LED mitombo hazavana, dia mikendry indrindra ny famolavolana vahaolana famenoana hazavana mba hampiroboroboana ny fambolena ao amin'ny fototry ny trano fonenana ivelany.Ny hevitra famolavolana dia aseho amin'ny sary 6.

Sary 6, Famolavolana hevitra momba ny jiro mitombo any ivelany 

Ny mpanoratra dia nanoro hevitra fa ny orinasa mpamboly bebe kokoa dia mampiasa ny safidy faharoa amin'ny fampiasana jiro LED mba hampiroboroboana ny fitomboan'ny zavamaniry.

Voalohany indrindra, ny fambolena trano fonenana ivelan'ny trano any Shina dia manana be dia be ary manana traikefa be dia be, na any atsimo na avaratra.Manana fototra tsara amin'ny teknolojia fambolena trano fonenana izy io ary manome voankazo sy legioma vaovao marobe eny an-tsena ho an'ny tanàna manodidina.Indrindra eo amin’ny sehatry ny fambolena sy fiompiana ny tany sy ny rano ary ny zezika, dia nisy voka-pikarohana manankarena.

Faharoa, ity karazana vahaolana maivana fanampiny ity dia afaka mampihena be ny fanjifana angovo tsy ilaina, ary amin'ny fotoana iray ihany dia afaka mampitombo ny vokatra voankazo sy legioma.Ankoatra izany, ny faritra ara-jeografika midadasika ao Shina dia tena mety amin'ny fampiroboroboana.

Amin'ny maha-fikarohana siantifika momba ny jiron'ny zavamaniry LED, dia manome fototra andrana mivelatra kokoa ho azy ihany koa.Ny sary 7 dia karazana jiro LED mitombo novolavolain'ity ekipa mpikaroka ity, izay mety amin'ny fambolena amin'ny trano maitso, ary ny spectrum dia aseho amin'ny sary 8.

Sary 7, Karazana jiro LED mitombo

Figure 8, spectrum karazana LED mitombo hazavana

Araka ny hevitra momba ny famolavolana etsy ambony, ny ekipa mpikaroka dia nanao andianà andrana, ary ny vokatra andrana dia tena manan-danja.Ohatra, ho an'ny hazavana mitombo mandritra ny akanin-jaza, ny jiro am-boalohany ampiasaina dia jiro fluorescent manana hery 32 W ary tsingerin'ny garderie 40 andro.Manome jiro LED 12 W izahay, izay manafoana ny tsingerin'ny zana-kazo ho 30 andro, mampihena tsara ny fiantraikan'ny mari-pana amin'ny jiro ao amin'ny atrikasa zana-kazo, ary mamonjy ny fanjifana herinaratra amin'ny rivotra.Ny hateviny, ny halavany ary ny lokon'ny zana-kazo dia tsara kokoa noho ny vahaolana fananganana zana-kazo tany am-boalohany.Ho an'ny zana-ketsa amin'ny legioma mahazatra dia azo koa ny fehin-kevitra fanamarinana tsara, izay fintinina ao amin'ny tabilao manaraka.

Anisan'izany ny vondrona hazavana fanampiny PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, ary ny tahan'ny mena-manga: 0.6-0.7.Ny sandan'ny PPFD antoandro amin'ny vondrona voajanahary dia 40 ~ 800 μmol · m-2 · s-1, ary ny tahan'ny mena amin'ny manga dia 0.6 ~ 1.2.Hita fa tsara kokoa noho ny an'ny zana-kazo voajanahary ireo tondro etsy ambony ireo.

Famaranana

Ity lahatsoratra ity dia mampiditra ny fivoarana farany amin'ny fampiharana ny jiro LED mitombo amin'ny fambolena zavamaniry, ary manondro ny tsy fifankahazoan-kevitra sasany amin'ny fampiharana ny jiro LED mitombo amin'ny fambolena zavamaniry.Farany, ny hevitra ara-teknika sy ny tetika ho an'ny fampandrosoana ny LED mitombo jiro ampiasaina amin'ny fambolena zavamaniry dia nampidirina.Marihina fa misy ihany koa ireo lafin-javatra sasany tokony hodinihina amin’ny fametrahana sy ny fampiasana ny jiro, toy ny halaviran’ny jiro sy ny zavamaniry, ny halaviran’ny taratra amin’ny jiro, ary ny fomba fampiharana ny jiro amin’ny rano mahazatra, zezika ary tany.

Mpanoratra: Yi Wang et al.Loharano: CNKI